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Le convoyeur à vis (vis sans fin) pousse le produit en vrac au moyen d'une spire hélicoïdale qui tourne dans un tube ou une auge. En marche continue, sa charge est assez régulière ; le moment délicat est le redémarrage de la vis après un arrêt à plein. Le produit tassé dans le tube, celui qui a pris l'humidité et forme des grumeaux, ou celui qui s'est déposé et densifié, s'oppose à la mise en rotation de la spire. Pour choisir un moteur de vis, il faut donc comprendre, avant même la puissance en régime continu, le couple demandé au moteur au démarrage et la façon dont ce couple est transmis par le réducteur. Cet article traite des facteurs qui déterminent la charge de démarrage, de l'effet des modes de démarrage et des informations à réunir avant la commande.
Qu'est-ce qui détermine la charge de démarrage d'une vis ?
Faire tourner une vis vide est facile ; la difficulté vient du comportement du produit. Les principaux facteurs qui augmentent la charge de démarrage sont :
- Taux de remplissage : plus le tube de la vis était plein à l'arrêt, plus la masse de produit devant la spire est importante. Si l'entrée d'alimentation est restée ouverte et que le tube s'est rempli entièrement, la charge de démarrage augmente nettement.
- Nature du produit : les poudres fines comme le ciment, la chaux ou la farine se tassent au repos ; le sable humide ou l'argile forment des grumeaux ; les céréales et les granulés s'écoulent assez librement. Une même vis exige des couples de démarrage très différents selon le produit.
- Inclinaison : par rapport à une vis horizontale, sur une vis inclinée ou verticale, une plus grande partie du poids du produit repose sur la spire ; la charge de démarrage et la charge en marche augmentent ensemble.
- Durée d'arrêt : dans une vis restée pleine toute la nuit ou le week-end, le produit se dépose. Le premier démarrage du matin est plus lourd que ceux de la journée.
- État des paliers et des supports : sur les vis longues, si les paliers intermédiaires sont usés ou encrassés de produit, la charge de frottement se reporte sur le moteur.
Ces facteurs ne se déduisent pas du nom de la machine. Deux machines appelées « vis à ciment » peuvent se comporter tout à fait différemment au démarrage, avec des longueurs, des diamètres et des inclinaisons différents. La décision de puissance doit reposer sur le calcul du fabricant de la vis ou sur la plaque du moteur existant.
La différence entre couple de démarrage et couple nominal
Le couple nominal figurant sur la plaque du moteur est le couple que celui-ci peut fournir en continu à la vitesse nominale. Au démarrage, un moteur asynchrone peut produire un couple supérieur ; ce rapport dépend de la conception du moteur et figure au catalogue. Ce qui compte sur une vis, c'est que le couple demandé au démarrage reste inférieur au couple de démarrage du moteur et que celui-ci atteigne assez vite sa vitesse nominale. Si le moteur reste longtemps à basse vitesse en charge, il absorbe un courant élevé et le bobinage chauffe rapidement.
Le réducteur ne modifie pas cette relation, il ne fait que la mettre à l'échelle : le couple qui arrive à l'arbre de la vis est multiplié par le rapport du réducteur. Autrement dit, le réducteur est un puissant multiplicateur de couple, mais il ne peut pas dépasser ce que le moteur peut fournir au démarrage. Vous pouvez comparer les couples nominaux des moteurs selon les kW et la vitesse dans le tableau des couples.
L'effet du nombre de pôles
À puissance égale, un moteur 6 pôles fournit environ une fois et demie le couple nominal d'un moteur 4 pôles, car il produit la même puissance à une vitesse plus faible. Cependant, la vitesse de rotation de la vis étant déterminée avec le rapport du réducteur, si le nombre de pôles change, le rapport du réducteur doit lui aussi changer. Lors du remplacement du moteur d'une vis existante, conserver le nombre de pôles est la solution la plus sûre.
Comment le mode de démarrage influe-t-il ?
Le deuxième grand facteur qui détermine si le moteur de la vis démarrera sans difficulté est le mode de démarrage.
| Mode | Courant de démarrage | Couple de démarrage | Point d'attention sur une vis |
|---|---|---|---|
| Démarrage direct | Élevé | Couple de démarrage complet du moteur | Le mode le plus puissant pour un démarrage en charge ; le réseau et le réducteur subissent un à-coup brutal. |
| Étoile-triangle | Faible | Environ un tiers | Avec un produit tassé, le moteur peut ne pas tourner en étoile ; un pic de courant apparaît au passage en triangle. |
| Démarreur progressif | Réglable | Baisse avec la tension | En démarrage lourd, le réglage doit être fait avec soin ; sinon le moteur cale en charge. |
| Variateur de fréquence | Limité | Couple élevé possible à basse vitesse | Le mode le plus adapté aux démarrages lourds ; le refroidissement est évalué en cas de marche prolongée à basse vitesse. |
Nous avons résumé dans la question sur l'utilisation avec variateur si un ventilateur externe et un filtre sont nécessaires avec un variateur de fréquence ; ces conditions doivent être précisées à la commande. Si l'armoire existante est en étoile-triangle, la tension de plaque du nouveau moteur doit s'y prêter : chez HEM Motor, les modèles à partir de 4 kW portent la plaque 400/690 V (Δ/Y) et fonctionnent en triangle sur un réseau 400 V.
